长期定位施肥对中性紫色土硝化作用及氨氧化微生物的影响   总被引：2，自引：1，他引：1       下载免费PDF全文

赵普生  韩苗  熊子怡  郭涛 《中国土壤与肥料》2018,(5):85-90

为了研究长期不同施肥措施对中性紫色土氨氧化微生物及其硝化作用的影响,以国家紫色土肥力与肥料效益监测基地的中性紫色土为研究对象,进行土壤氨氧化细菌和氨氧化古菌amo A基因的Real-time PCR分析,比较长期不同定位施肥对土壤氨氧化潜势和硝化强度的影响,并分析不同施肥制度对功能微生物丰度与功能的作用。数据显示,土壤中氨氧化古菌amo A基因拷贝数(Log值6.21～7.14)远大于氨氧化细菌(Log值3.65～5.73),相对于对氨氧化细菌丰度的影响,施肥对土壤氨氧化古菌丰度影响较小。施用氮肥与磷肥都显著提高了土壤氨氧化细菌丰度,1.5NPK+M处理氨氧化细菌丰度最高(Log值5.73),有机无机肥配施可以显著提高土壤氨氧化微生物丰度;而含氯化肥的施用在一定程度上降低了土壤氨氧化细菌丰度与硝化细菌生长,与施用不含氯的肥料处理相比,含氯肥料处理的土壤氨氧化细菌丰度与硝化细菌数分别降低了3.74%和88.12%。研究表明,长期施肥能影响中性紫色土中氨氧化细菌的丰度,有机无机肥配施能够提高土壤的氨氧化潜力与土壤的硝化能力。  相似文献   

脱硫废弃物改良宁夏盐渍化土壤对细菌和氨氧化微生物丰度的影响          下载免费PDF全文

李明  张俊华  姜丽丽 《中国土壤与肥料》2015,(4):41-48

为探明脱硫废弃物改良盐渍化土壤对微生物群落的影响效果,在2009~2010年,采用田间试验,施用不同量的脱硫废弃物(0、0.74、1.49、2.25、3.00 kg·m-2),研究了脱硫废弃物对盐渍化土壤细菌、氨氧化细菌和氨氧化古菌的影响。试验结果表明:0~20 cm土层,Ca2+和NO-3-N含量随着施用量增加而增加;土壤p H值、电导率值显著下降。实时荧光定量PCR(q PCR)分析结果表明,微生物丰度随着脱硫废弃物的施用发生变化,但这种变化并不与脱硫废弃物的施用量呈线性关系。在0~20 cm土壤层,施脱硫废弃物使得细菌16S rRNA基因拷贝数处理组显著高于对照组。氨氧化古菌与氨氧化细菌基因拷贝数在T2和T4处理高于其它处理。20~40 cm土层各处理间微生物群落没有显著变化,或没有出现规律的变化趋势。因此,脱硫废弃物增加了土壤细菌和氨氧化功能基因丰度,且对上层土壤影响更为显著。本研究中施用脱硫废弃物1.49 kg·m-2(T2)是引起细菌和氨氧化功能基因丰度增加的施用量。  相似文献   

转基因水稻秸秆还田对土壤硝化反硝化微生物群落的影响   总被引：2，自引：0，他引：2  

王沛譞  徐焱  宋亚娜 《中国生态农业学报》2018,26(1):8-15

转基因作物可能通过根系分泌物和植株残体组成的改变及外源基因的转移释放令土壤微生物群落产生变化,影响土壤微生物的生态功能。氨氧化细菌和反硝化细菌是驱动土壤硝化和反硝化过程的关键微生物,其群落结构的变化直接关系土壤氮素的转化与利用。本研究利用荧光定量PCR和PCR-DGGE技术分析了转cry1Ac/cpti双价抗虫基因水稻‘Kf8’秸秆还田降解过程中,土壤氨氧化细菌和反硝化细菌群落丰度与组成的变化,探讨转基因水稻是否存在影响稻田土壤氮素转化与N2O排放的可能。结果显示:无论是氨氧化细菌amo A基因还是反硝化细菌nirS基因,其丰度在转基因水稻‘Kf8’与非转基因水稻‘Mh86’的秸秆还田土壤中都没有显著差异;转基因水稻‘Kf8’和非转基因水稻‘Mh86’秸秆还田降解过程中0~10 cm土层中的amo A基因丰度均显著高于10~20 cm及20~30 cm土层(P0.05);各深度土层中的nirS基因丰度均存在随秸秆还田时间延长而增加的趋势。水稻秸秆还田降解过程中,转基因水稻‘Kf8’的土壤氨氧化细菌和反硝化细菌的群落多样性指数及组成,均与非转基因水稻‘Mh86’没有显著差异。相关分析结果表明土壤氨氧化细菌和反硝化细菌群落组成均与水稻秸秆还田时间存在显著相关性(P=0.002),反硝化细菌群落组成还与土层深度显著相关(P=0.024)。本研究表明转cry1Ac/cpti抗虫基因水稻秸秆还田对稻田土壤硝化和反硝化关键微生物群落不会产生明显影响。就土壤微生物群落而言,转cry1Ac/cpti抗虫基因水稻秸秆还田不存在影响土壤氮素转化与N2O排放的可能。  相似文献   

长期施肥与覆膜对土壤细菌、泉古菌和氨氧化微生物丰度的影响     

李双异  刘旭  张维俊  葛壮  谢柠桧  孙良杰  安婷婷  汪景宽 《土壤通报》2019,(4):891-898

施肥与覆膜等农田管理措施能够改变土壤的物理化学性质,这直接影响着驱动氨氧化过程的氨氧化微生物,而氨氧化过程是硝化作用的限速步骤。以沈阳农业大学棕壤长期施肥与覆膜试验站为平台,采用荧光定量PCR技术,研究了5种施肥制度下[不施肥(CK)、氮肥(N)、氮磷肥(NP)、有机肥(M)和有机无机配施(MNP)]土壤细菌、泉古菌和氨氧化微生物数量的变化。结果表明,不同施肥处理细菌、泉古菌、氨氧化细菌和氨氧化古菌的基因拷贝数平均值分别为0.52×109～4.20×109、2.14×108～9.69×108、0.21×107～6.89×107和0.26×107～74.70×107copies g-1干土。与CK相比,有机肥处理(M、MNP)能显著增加土壤细菌的丰度,化肥处理(N、NP)则相反;施肥尤其是化肥处理(N、NP)均能降低泉古菌和氨氧化古菌的丰度;有机肥处理(M、MNP)显著增加了氨氧化细菌的丰度。细菌、泉古菌、氨氧化细菌和氨氧化古菌丰度均与pH值存在显著正相关关系(P0.05),细菌和氨氧化细菌丰度则主要受全碳含量的影响,而细菌、泉古菌和氨氧化细菌丰度与铵态氮、硝态氮含量存在极显著负相关关系(P0.01)。研究结果可为进一步探讨农田生态系统中氨氧化微生物对不同管理措施的响应机制及其在氮素转化中的作用提供科学依据。  相似文献   

长期施肥对稻田土壤微生物群落结构及氮循环功能微生物数量的影响   总被引：1，自引：0，他引：1  

邹湘  易博  张奇春  邸洪杰 《植物营养与肥料学报》2020,26(12):2158-2167

  【目的】   稻田是陆生生态系统中重要的氮库之一,在氮素生物地球化学循环中具有重要地位。研究不同施肥处理对稻田土壤微生物群落结构及其功能的影响具有重要意义。   【方法】   田间试验位于江苏省金坛市,在取样时试验已进行了6年。施肥处理包括:不施肥对照 (CK)、施化肥 (CF)、化肥+猪粪混施 (CMF)、化肥+秸秆混施 (CSF)。采用高通量测序和定量PCR方法测定稻田土壤微生物群落结构及氮循环相关功能微生物数量。   【结果】   在施用肥料6年后,土壤全碳、可溶性有机碳、全氮、铵态氮和硝态氮含量均不同程度地提高。与CF相比,CSF和CMF处理土壤pH升高,全碳、可溶性有机碳与养分含量升高。CK与施肥处理的土壤细菌群落结构差异明显,不同施肥处理的细菌群落结构之间有明显差别。聚类结果显示,CK与CMF处理细菌群落聚类更接近,CF处理和CSF处理细菌群落结构更为接近;与CK相比,CF、CMF、CSF处理土壤中氨氧化细菌 (AOB) 和铁氨氧化微生物Feammox A6的丰度显著提高,其中Feammox A6分别增长87.6%、158%和157%。冗余分析结果表明,施肥过程及其对土壤化学性质的改变显著影响土壤细菌群落的组成和分布。   【结论】   施肥导致的反应底物 (NH₄+、NO₃–含量) 及土壤理化性质的差异,是土壤微生物群落结构和功能微生物数量响应的主要决定因素。不施肥与化肥配施猪粪的土壤细菌群落聚类更接近,施化肥与化肥配施秸秆的细菌群落结构更为接近。施肥对氨氧化细菌AOA数量影响不明显,但显著提高氨氧化古菌AOB和厌氧铁氨氧化功能微生物Feammox A6的数量,特别是有机肥 (猪粪、秸秆) 提高Feammox A6数量的效果大于化肥。长期单施化肥土壤中厌氧氨氧化细菌丰度显著降低,反硝化功能基因nirK、nosZ丰度显著增高;化肥配施猪粪土壤中的厌氧氨氧化细菌丰度变化不明显,反硝化功能基因narG、nirK、nosZ丰度显著增高;化肥配施秸秆处理厌氧氨氧化细菌丰度变化不明显,反硝化功能基因nirK、nosZ丰度显著增高。  相似文献   

不同经营强度下毛竹丛枝菌根共生体对氨氧化微生物的影响     

葛江飞  杨为中  高雄飞  孙思哲  陈俊辉  梁辰飞  徐秋芳  邬奇峰  秦华 《土壤学报》2021,58(2):505-513

利用原位微宇宙试验将丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza,AM)真菌菌丝与根系区分,设置菌根室(RA)和菌丝室(AH)两个分室处理,以粗放经营(extensive management,EM)毛竹林为对照,研究集约经营(Intensive management,IM)条件下毛竹林土壤丛枝菌根共生体对氨氧化微生物群落的影响及其响应机理。结果表明,无论集约经营还是粗放经营AH处理土壤pH均显著降低,且集约经营毛竹林AH处理土壤碱解氮显著降低;不同分室处理对硝化势没有显著影响,但集约经营毛竹林RA处理土壤硝化势显著高于粗放经营;集约经营之后氨氧化古菌(Ammonia-oxidizing archaea,AOA)基因丰度显著降低,而氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing bacteria,AOB)基因丰度则在两种经营强度的AH处理中显著降低。不同经营强度和分室处理并未对氨氧化微生物群落组成结构产生显著影响,但网络分析显示集约经营毛竹林氨氧化微生物之间的互作和共生关系优于粗放经营,粗放经营毛竹林氨氧化微生物之间的竞争更为激烈。研究结果为更好地理解毛竹林AM真菌与氨氧化微生物之间的互作关系提供了理论基础。  相似文献   

沼液对种植狼尾草的山地红壤可溶性有机氮和土壤微生物特征的影响     

《水土保持学报》2015,(5)

通过沼液浇灌人工草地定位试验,研究浇灌不同浓度梯度沼液下土壤可溶性无机氮、可溶性有机氮、可溶性有机碳、微生物量碳(SMBC)、微生物量氮(SMBN)、细菌16SrDNA基因、真菌SSU rDNA基因、固氮菌nifH基因丰度及细菌、真菌、固氮菌群落多样性的变化。结果表明,人工草地土壤可溶性氮以有机氮为主,占可溶性总氮含量的77.87%~88.88%,沼液浇灌使人工草地土壤可溶性有机氮含量呈增加趋势,但这种变化未达到显著水平;沼液浇灌能显著提高SMBN、SMBC和MQ,还能显著增加细菌16SrDNA基因和真菌SSU rDNA基因的丰度,降低固氮菌nifH基因的丰度,但对细菌、真菌和固氮菌多样性无显著影响,表明沼液短期浇灌可促进土壤微生物的繁殖,但对微生物群落构成无显著影响;沼液与SMBC、细菌16SrDNA基因丰度、真菌SSU rDNA基因丰度之间显著正相关,SON与土壤真菌SSUrDNA基因丰度显著正相关,与固氮菌nifH基因丰度显著负相关(p0.05)。  相似文献   

桂西北不同植被恢复阶段土壤氨氧化细菌遗传多样性研究   总被引：5，自引：0，他引：5  

梁月明  苏以荣  张伟  陈香碧  刘淑娟  黎蕾  冯书珍  何寻阳 《土壤学报》2013,50(2):364-371

以桂西北喀斯特不同植被恢复阶段(草丛、灌木林、次生林、原生林)生态系统为研究对象,运用分子生物学技术分析了土壤氨氧化细菌amoA功能基因多样性,探讨了其与脲酶活性和土壤理化性质的关系.结果显示,随着植被的恢复,土壤氨氧化细菌多样性指数与均匀度指数呈增大趋势(灌木林例外),且土壤中氨氧化细菌群落结构发生了改变:主要表现在因Nitrosospira3簇种群对铵态氮浓度敏感度差异导致其在3a、3b簇中分布不一致;相关分析表明;土壤脲酶活性与铵态氮浓度呈正相关关系,土壤脲酶可能通过影响铵态氮浓度改变氨氧化细菌多样性,但植被恢复后期土壤铵态氮浓度减少并未降低土壤氨氧化细菌多样性.LIBSHUFF和RDA分析揭示,植被类型和土壤脲酶活性及pH与氨氧化细菌群落结构紧密相关,说明植被和土壤氮素有效性以及pH可能是决定土壤氨氧化细菌多样性的主要因子,为深入理解喀斯特地区土壤氮素循环提供了一定的科学依据.  相似文献   

不同施肥模式对绿洲农田土壤微生物群落丰度与酶活性的影响   总被引：16，自引：1，他引：15  

李晨华  贾仲君  唐立松  吴宇澄  李彦 《土壤学报》2012,49(3):567-574

以中国科学院阜康荒漠生态系统国家野外观测研究站的长期定位试验为平台,利用荧光实时定量PCR(Real-time PCR)技术,对不同施肥模式下的土壤微生物群落丰度进行了测定,并分析了土壤酶活性。结果表明:与无肥处理(CK)相比,20年长期单施化肥(CF)或者化肥配施秸秆(CF/OM)处理均显著增加了土壤氨氧化古菌(AOA)与氨氧化细菌(AOB)的丰度。其中,土壤AOB最低增加了16倍,而AOA最多增加了3倍,表明AOB可能在原位土壤氨氧化过程中发挥了更为重要的作用。尽管CF/OM处理的作物产量与CF处理无显著差异,但该施肥模式在维持作物产量的同时,其土壤微生物主要类群(真核微生物、细菌、古菌)数量最大,土壤有机碳含量最高,大多土壤酶活性高于其他处理,表明化肥配施有机肥有利于保持土壤微生物多样性,对于提高土壤质量具有重要作用。  相似文献   

添加生物炭改善菜地土壤氨氧化细菌群落并提高净硝化率   总被引：2，自引：0，他引：2  

王先芳  任天志  智燕彩  张贵龙  李洁  王知文 《植物营养与肥料学报》2020,26(3):502-510

  【目的】  氨氧化过程是硝化作用的限速步骤,对氮循环有着重要影响。本研究通过分析生物炭输入下土壤氨氧化微生物群落的变化,揭示其影响土壤硝化作用的生物学机制。  【方法】  以华北潮土区设施菜地土壤为对象,设置生物炭梯度 (C₀、C_0.5、C_1.5、C_4.0) 土壤培养试验,结合PCR和T-RFLP等分析技术,观测生物炭输入下土壤氨氧化细菌群落变化动态,解析生物炭、土壤硝化作用与氨氧化细菌群落之间的关系。  【结果】  添加生物炭明显改变了土壤氨氧化微生物群落结构及氮素硝化过程。与未添加生物炭处理相比,生物炭添加处理培养前期土壤氨氧化细菌群落Shannon、Evenness指数分别升高5.4%～18.8%、26.2%～33.8%,后期Shannon指数降低20.7%～34.2%。生物炭输入对AOA群落没有明显影响,AOB群落256、58 bp代表物种丰度分别增加61.4%～56.0%、60.6%～78.6%,488 bp代表物种丰度降低22.8%～26.9%。21 bp代表物种丰度前期增加后期降低,与491 bp代表物种丰度变化相反。添加生物炭土壤AOB amoA基因丰度增加48.9%～53.2%。土壤NO₃–-N含量提高1.7%～25.6%,NH₄+-N含量下降13.4%～31.1%,土壤净硝化速率提高21.8%～70.2%。  【结论】  生物炭的输入可以改善以AOB为主的土壤氨氧化微生物群落结构,提高amoA酶活性,但是对氨氧化古菌微生物群落结构未产生明显影响。因此,生物炭提高土壤净硝化速率的作用与其对土壤氨氧化细菌群落和组成的影响密切相关。  相似文献   

土地利用方式对万木林土壤氨氧化微生物丰度的影响   总被引：3，自引：1，他引：2  

黄蓉  张金波  钟文辉  贾仲君  蔡祖聪 《土壤》2012,44(4):581-587

以我国亚热带地区典型花岗岩发育酸性红壤为研究对象,选取福建建瓯万木林自然保护区封禁保护下5种自然植被和1种人工种植植被土壤,采用荧光实时定量PCR(Real-time PCR)技术测定了土壤氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)的群落丰度,采用15N稳定同位素成对标记和数值模型相结合的方法测定了土壤初级硝化速率。结果显示,长期封禁保护下的自然植被土壤pH低,土壤AOB数量偏低。人为种植和管理显著提高了土壤pH,促进了AOB的生长,其丰度比自然条件下提高了2个数量级,土壤初级硝化速率也显著提高,并与AOB数量存在显著的相关性,表明AOB是硝化作用的主要贡献者。5种自然植被条件下AOA的amoA基因拷贝数占泉古菌16S rRNA基因的比例都小于1%(0.01%～0.64%),在农业利用方式下上升到5.32%,表明并非所有泉古菌都具备氨氧化功能基因amoA,氮肥施用可能促进了氨氧化古菌的生长。  相似文献   

秸秆还田种类对稻田N₂O排放及硝化反硝化微生物的影响   总被引：1，自引：0，他引：1  

谢婉玉  王永明  纪红梅  黄茜  徐永记  纪洋  冯彦房 《土壤》2022,54(4):769-778

以太湖流域典型单季稻田的原状土柱为研究对象,通过设置温室土柱试验,同步监测3种秸秆(水稻秸秆RS、小麦秸秆WS、玉米秸秆MS)施用下水稻各生长期N₂O排放、水稻产量和土壤理化因子,同时定量化分析多个N₂O排放相关菌群及功能基因的丰度,以阐明N₂O排放对不同种类秸秆施用引发的微生物响应机制,筛选控制单季稻田N₂O减排增效最佳的秸秆种类。结果表明：与对照相比,RS、WS和MS处理下水稻生长期N₂O排放量分别增加162.32%、107.11%和9.48%,其中RS处理显著高于MS处理。水稻生育期内,土壤氨氧化菌(AOA、AOB)和反硝化菌群落(nir S、nos Z)丰度均呈现先上升后下降的变化趋势。与对照相比,拔节期RS处理显著增加AOA、AOB、nirS和nosZ拷贝数,MS和WS处理对上述功能基因丰度均无显著影响。各生育期土壤NH₄⁺-N含量整体高于NO₃^–-N含量,二者均在水稻分蘖期达到峰...  相似文献   

Responses of soil nitrous oxide production and abundances and composition of associated microbial communities to nitrogen and water amendment     

Qing?Wang  Yu-Rong?LiuEmail author  Cui-Jing?Zhang  Li-Mei?Zhang  Li-Li?Han  Ju-Pei?Shen  Ji-Zheng?He 《Biology and Fertility of Soils》2017,53(6):601-611

Soil moisture and nitrogen (N) are two important factors influencing N₂O emissions and the growth of microorganisms. Here, we carried out a microcosm experiment to evaluate effects of soil moisture level and N fertilizer type on N₂O emissions and abundances and composition of associated microbial communities in the two typical arable soils. The abundances and community composition of functional microbes involved in nitrification and denitrification were determined via quantitative PCR (qPCR) and terminal restriction length fragment polymorphism (T-RFLP), respectively. Results showed that N₂O production was higher at 90% water-filled pore (WFPS) than at 50% WFPS. The N₂O emissions in the two soils amended with ammonium were higher than those amended with nitrate, especially at relatively high moisture level. In both soils, increased soil moisture stimulated the growth of ammonia-oxidizing bacteria (AOB) and nitrite reducer (nirK). Ammonium fertilizer treatment increased the population size of AOB and nirK genes in the alluvial soil, while reduced the abundances of ammonia-oxidizing archaea (AOA) and denitrifiers (nirK and nosZ) in the red soil. Nitrate addition had a negative effect on AOA abundance in the red soil. Total N₂O emissions were positively correlated to AOB abundance, but not to other functional genes in the two soils. Changed soil moisture significantly affected AOA rather than AOB community composition in both soils. The way and extent of N fertilizers impacted on nitrifier and denitrifier community composition varied with N form and soil type. These results indicate that N₂O emissions and the succession of nitrifying and denitrifying communities are selectively affected by soil moisture and N fertilizer form in the two contrasting types of soil.  相似文献   

不同生育期苹果园土壤氨氧化微生物丰度研究   总被引：2，自引：1，他引：1  

李景云  秦嗣军  葛鹏  吕德国  刘灵芝 《植物营养与肥料学报》2016,22(4):1149-1156

【目的】大量施氮引起的土壤酸化问题已严重制约苹果的安全生产。氨氧化微生物驱动的土壤硝化作用是土壤氮素循环的重要环节,探析苹果园土壤中氨氧化微生物氨单加氧酶基因(amoA)丰度与土壤硝化强度(Potential Nitrification,PN)和土壤理化性质的相关性,有助于评价土壤氨氧化微生物类群在苹果园土壤生态系统中的作用。【方法】本研究以辽宁省丹东东港地区‘寒富’苹果园土壤为研究对象,采用实时荧光定量PCR(Real-time PCR)技术,检测苹果树不同生育时期, 4月28日(萌芽期)、 7月24日(新梢停长期)、 10月23日(落叶期)的两个苹果园(分别编号为D1和D2)的土壤理化性质、 土壤硝化强度、 氨氧化古菌(Ammonia-oxidizing archaea, AOA)和氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing bacteria, AOB)的amoA基因丰度,并分析了氨氧化微生物丰度与土壤理化性质和土壤硝化强度之间的关系。【结果】不同生育时期‘寒富’苹果园土壤理化因子差异较大。所有供试土壤的硝态氮(NO-3-N)、 速效磷(AP)和速效钾(AK)含量在4月份最高,铵态氮(NH+4-N)含量在7月最高,NO-3-N、 NH+4-N、 AP和AK含量在10月多为最低。且所有供试土壤pH值均在4.25~6.09之间。同一生育时期内,D2土壤pH均显著高于D1土壤,但其NO-3-N和NH+4-N含量则不同程度地低于D1土壤。不同采样时期的果园土壤硝化强度随季节变化表现出先降后增的趋势,除7月D2土壤硝化强度显著高于D1土壤外,4月与10月D2土壤硝化强度均显著低于D1土壤。尽管不同采样时期的土壤AOA与AOB丰度随生育期而各异,所有供试土壤中AOA丰度均显著高于AOB丰度。同一时期内,D2土壤AOA和AOB丰度均显著高于D1土壤。尽管土壤pH、 NO-3-N与AOA、 AOB均表现出显著相关性,土壤PN仅与AOA丰度明显正相关。【结论】长期施肥导致苹果园土壤pH值降低,pH值的改变是影响AOA与AOB丰度的重要因子,果园土壤的硝化过程主要由AOA来完成,土壤硝化强度与季节变化引起的温度和土壤环境因子等的改变密切相关。苹果园无机氮肥混合有机肥的施入,同时结合自然生草、 人工刈割等管理制度,在一定程度上可改变土壤氮素的含量与种类,减缓土壤酸化。  相似文献   

不同施肥模式对土壤氮循环功能微生物的影响   总被引：3，自引：1，他引：2  

郭俊杰  朱晨  刘文波  王建中  凌宁  郭世伟 《植物营养与肥料学报》2021,27(5):751-759

  【目的】   微生物在土壤氮循环过程中发挥着重要作用。通过研究农田土壤氮循环过程中不同功能微生物群落基因丰度对施肥模式的响应及其关键影响因素,探讨不同施肥模式调控下氮素转化的微生物学机制,为改善农业生产中氮素的管理策略提供理论依据。   【方法】   田间试验始于2011年,试验地点位于江苏省常州市溧阳市南渡镇,供试土壤为白土型水稻土,种植制度为稻麦轮作。试验包括单施化肥 (NPK)、化肥+畜禽有机肥 (NPKM)、化肥+秸秆还田 (NPKS) 以及相邻江苏省耕地质量监测点不施肥对照 (CK),共 4个处理。于2014年水稻成熟期采集土壤样品,采用实时荧光定量PCR法分析了土壤硝化 (amoA)、反硝化 (narG、nirS、nirK、norB、nosZ)、固氮 (nifH)、硝酸盐异化还原 (napA) 等氮循环过程的相关功能微生物基因丰度的变化。以氨氧化微生物为模式微生物,测定添加与不添加1-辛炔情况下的土壤硝化潜势,分析氨氧化古菌 (AOA) 与氨氧化细菌 (AOB) 功能基因丰度与土壤硝化功能的内在联系。   【结果】   与CK相比,NPK处理显著增加了土壤中AOB-amoA、narG、nosZ和nifH基因的丰度。与NPK处理相比,NPKS处理进一步提高了土壤中AOB-amoA、narG、nosZ、nifH以及nirK基因的丰度。与CK相比,除AOA-amoA、nirS、napA基因以外,NPKM处理显著提高了土壤中所有氮循环功能基因的丰度。AOB-amoA基因丰度的变化对土壤氮循环功能基因丰度的整体变异影响最大。AOB主导了施肥土壤的硝化过程 (81.90%～84.42%)。土壤总硝化潜势与AOB-amoA基因丰度显著相关,但与AOA-amoA基因丰度相关性不显著。氮循环功能微生物基因丰度主要受到土壤pH、土壤有机碳(SOC)和NO₃–含量的影响。   【结论】   畜禽有机肥与秸秆的施用能够进一步刺激氮循环功能基因丰度的增长,促进土壤氮循环。土壤pH、SOC和NO₃–含量是影响土壤氮循环功能微生物丰度的关键因素。施肥主要通过提高土壤AOB-amoA功能基因的丰度,进而提高土壤硝化潜势,因此在控制土壤硝化作用时应重点关注AOB微生物群落。  相似文献   

腐熟羊粪有机肥配施无机肥对植烟土壤微生物群落结构和多样性的影响          下载免费PDF全文

温烜琳  马宜林  周俊学  高佳凯  张水源  张枫  申欣  王悦华  申洪涛  元野  李友军  刘领 《土壤》2023,55(4):804-811

为了探究腐熟羊粪有机肥与无机肥配施对洛阳烟区植烟土壤微生物群落结构和土壤肥力特性的影响，采用盆栽控制试验和高通量测序技术，研究了不施肥（CK）、100%无机氮肥（T0）、50%羊粪有机肥氮+50%无机氮肥（T50）和100%羊粪有机肥氮（T100）4个处理下植烟土壤细菌和真菌群落结构及多样性的差异，并结合土壤理化性质分析了土壤肥力指标与土壤微生物多样性的关系。结果表明：植烟土壤细菌优势菌门为变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）和放线菌门（Actinobacteria），土壤真菌优势菌门为子囊菌门（Ascomycota）和担子菌门（Basidiomycota）；T50处理的变形菌门、酸杆菌门和子囊菌门相对丰度最高，但放线菌门和担子菌门相对丰度最低；NMDS分析和相似性分析发现，T50处理的土壤微生物群落结构与其他处理差异显著；Alpha多样性分析也表明，T50处理土壤细菌和真菌群落的丰富度和多样性最高。不同处理土壤理化性质和土壤关键酶活性差异显著，以T50处理土壤养分含量和土壤碳氮代谢酶的活性最高；Pearson相关性分析显示，土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量及蛋白酶和脲酶活性与植烟土壤微生物多样的关系最为密切。总之，采用腐熟羊粪有机肥和无机肥配施通过影响植烟土壤细菌和真菌群落结构和多样性，促进了土壤养分的释放和转化，有利于土壤养分的供应和土壤质量的提升，研究结果为洛阳烟区应用羊粪有机肥改良土壤提供了理论依据。  相似文献   

长期施肥对棕壤氨氧化细菌和古菌丰度的影响   总被引：7，自引：1，他引：6  

罗培宇  樊耀  杨劲峰  葛银凤  蔡芳芳  韩晓日 《植物营养与肥料学报》2017,23(3):678-685

【目的】氨氧化是氮转化过程的限速步骤,其由氨氧化微生物所驱动。本研究旨在探明 37 年玉米–大豆轮作施肥条件下影响棕壤氨氧化微生物丰度的主要影响因子及变化规律。【方法】以沈阳农业大学棕壤肥料长期定位试验耕层土壤 (0—20 cm) 为材料,选取其中 9 个施肥处理进行取样分析:不施肥 (CK)、低量氮肥 (N₁)、高量氮肥 (N₂)、氮磷肥 (N₁P)、氮磷钾肥 (N₁PK)、高量有机肥 (M₂)、高量有机肥 + 低量氮肥 (M₂N₁)、高量有机肥 + 氮磷肥 (M₂N₁P)、高量有机肥 + 氮磷钾肥 (M₂N₁PK)。采用实时荧光定量 PCR 技术测定其氨氧化微生物丰度,通过对土壤基本化学性质和氨氧化微生物丰度的冗余分析找出影响氨氧化微生物丰度的主要因素。【结果】施用有机肥处理的土壤 pH、有机质、全氮、碱解氮、速效钾、速效磷、铵态氮、硝态氮含量明显高于不施肥和单施化肥处理。各施肥处理土壤有机质、全氮、碱解氮、速效钾、速效磷的含量总体呈现有机肥处理 > 化肥处理 > CK;与不施肥处理 (CK) 相比,单施化肥处理显著降低了土壤 pH 值,施用有机肥处理显著提高了土壤 pH 值,其中 N₂ 处理的土壤 pH 最低,M₂ 处理的土壤 pH 最高。不同施肥处理氨氧化细菌 (AOB) 的丰度为 0.94 × 106～5.77 × 106 copies/g 干土,氨氧化古菌 (AOA) 的丰度为 3.56 × 106～1.22 × 107 copies/g 干土;施用有机肥处理 AOB 和 AOA 丰度显著高于不施肥和单施化肥处理,其中 M₂ 处理的 AOB 和 AOA 丰度最高,单施氮肥处理的 AOB 和 AOA 丰度最低。冗余分析 (RDA) 表明,影响棕壤 AOB 和 AOA 丰度的主要环境因子有土壤 pH、有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾,且与 AOB 和 AOA 丰度呈正相关关系。【结论】长期轮作施肥显著改变了棕壤的化学性质,从而对氨氧化微生物的丰度产生了显著影响。长期施用有机肥显著提高了土壤养分含量及 AOB 和 AOA 的丰度,对维持土壤氨氧化微生物的数量起到十分重要的作用;同时试验结果也为今后通过改变土壤 pH、有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾等性质对 AOB 和 AOA 进行调节提供了依据。  相似文献   

Long-term impact of fertilization on activity and composition of bacterial communities and metabolic guilds in agricultural soil     

Karin Enwall  Stefan Bertilsson  John Stenström 《Soil biology & biochemistry》2007,39(1):106-115

To explore long-term impact of organic and inorganic fertilizers on microbial communities, we targeted both the total bacterial community and the autotrophic ammonia oxidizing bacteria (AOB) in soil from six treatments at an experimental field site established in 1956: cattle manure, sewage sludge, Ca(NO₃)₂, (NH₄)₂SO₄, unfertilized and unfertilized without crops. All plots, except the bare fallows, were cropped with maize. Effects on activity were assessed by measuring the basal respiration and substrate induced respiration (SIR) rates, and the potential activity of the AOB. To determine the bacterial community composition, 16S rRNA genes were used to fingerprint total soil communities by terminal restriction fragment length polymorphism analysis and AOB communities by denaturing gradient gel electrophoresis. The fertilization regimes had clear effects on both activity and composition of the soil communities. Basal respiration and r, which was kinetically derived as the exponentially growing fraction of the SIR-response, correlated well with the soil organic C content (r=0.93 and 0.66, respectively). Soil pH ranged from 3.97 to 6.26 in the treatments and was found to be an important factor influencing all microbial activities. pH correlated negatively with the ratio between basal respiration and SIR (r=0.90), indicating a decreased efficiency of heterotrophic microorganisms to convert organic carbon into microbial biomass in the most acid soils with pH 3.97 and 4.68 ((NH₄)₂SO₄ and sewage sludge fertilized plots, respectively). The lowest SIR and ammonia oxidation rates were also found in these treatments. In addition, these treatments exhibited individually different community fingerprints, showing that pH affected the composition of AOB and total bacterial communities. The manure fertilized plots harbored the most diverse AOB community and the pattern was linked to a high potential ammonia oxidation activity. Thus, the AOB community composition appeared to be more strongly linked to the activity than the total bacterial communities were, likely explained by physiological differences in the populations present.  相似文献   

Influence of nitrogen fertilization on soil ammonia oxidizer and denitrifier abundance,microbial biomass,and enzyme activities in an alpine meadow   总被引：1，自引：0，他引：1  

Xiao-Fang Tian  Hang-Wei Hu  Qiong Ding  Ming-Hua Song  Xing-Liang Xu  Yong Zheng  Liang-Dong Guo 《Biology and Fertility of Soils》2014,50(4):703-713

Terrestrial ecosystems are predicted to experience an increasing level of atmospheric nitrogen (N) deposition, which may cause significant shifts in plant community composition and concomitantly stimulate soil acidification. However, little is known concerning the effects of N deposition on belowground microbial communities in alpine grassland ecosystems such as on the Tibetan Plateau. This study examined the responses of soil N-transforming microbes (measured after DNA extraction and quantitative PCR), soil microbial biomass C (SMBC) and N (SMBN), and soil enzyme activities to different forms (NH₄ ⁺-N, NO₃ ^?-N, and NH₄NO₃-N) and rates (1.5 and 7.5 g N m^?2 year^?1, denoted as low and high N, respectively) of N fertilization (addition) in two successive plant growing seasons. The N rate, not N form, influenced the abundance of ammonia-oxidizing archaea (AOA). High N addition significantly increased ammonia-oxidizing bacteria (AOB) abundance which differed across different N form treatments. Nitrogen addition had no significant impact on the abundance of soil denitrifiers. The SMBC and SMBN were significantly decreased by high N additions, but no difference was found among different N forms. Despite higher urease activities being detected in the late plant growing season, the activities of invertase and alkaline phosphomonoesterase stayed unchanged irrespective of the different N amendments and plant growing season. Significant positive correlations were found between potential nitrification rates and AOB abundances. These results highlight that AOB seemed to respond more sensitively to different N fertilization and might have prominent roles in soil N cycling processes in this Tibetan Plateau alpine meadow than AOA.  相似文献